65岁的王建宇自嘲忙得像卓别林“团团转”。他是刚立项的中高轨量子卫星工程总师，是上海量子科学研究中心主任，还担任了上海空间信息产业协会会长，有时忙起来甚至同时参加两个网络会议。

这些或多或少与“墨子号”——世界首颗量子科学实验卫星有关。2022年诺贝尔物理学奖公布之际，“墨子号”作为量子信息研究案例闪亮登场。

10年前，习总书记提出“要瞄准世界科技前沿领域和顶尖水平……在关键核心技术领域取得大的突破”。挑战重大科学问题，如何在“无人区”走出一条路？记者日前专访了王建宇。

墨子号”量子卫星总指挥 王建宇

“其实那时候我心里也没底”

记者：10年前，“墨子号”的研制进行到哪一步了？

王建宇：即将进入正样，正是最关键时期。当时，主要技术指标都达到了，还在解决上天的适应性问题，需要提高稳定性和可靠性。比如，单光子探测器上天后会受高能粒子的辐照等影响；再如，在地面恒温保湿环境下放置3个月后，复测时应力发生了改变。这些都需要拿出应对的解决方案。

2016年8月15日“墨子号”发射成功后，王建宇舒心地笑了。

记者：墨子号的研制过程，最难的是什么？

王建宇：现在回想起来，当时的决策者还是有领跑意识的。因为实在是太难了，从未有人做过量子科学实验卫星。大家对于量子力学，有所知道，但对于量子纠缠、量子隐形传态就不甚清楚了。

量子卫星首席科学家潘建伟曾经说过，在卫星研制中，最困难的环节就是有效载荷。以前我们做的大部分科研工作，在国际上有先例可寻。但量子卫星的研制工作，我们是世界上第一个，没有任何借鉴，全靠自己“摸着石头过河”。我带着几名不到30岁的博士研究生，去了青海湖做实验。

一位资深航天专家当时忧心忡忡地找到我说，这些学生娃什么都不懂，能把量子卫星载荷做出来？其实那时候我心里也没底。

量子卫星载荷的研制，困难比想象的还要多。从卫星到地面站的量子密钥分发，相当于从上海打一束光到北京，必须精准到一扇窗。量子卫星要向相隔1千多公里的两个地面站发送纠缠光子对，相当于在1万米高空的飞机上同时向两个储蓄罐扔硬币。

量子卫星载荷的偏振精度要求控制在0.5%到1%，这样才能确保信号编码“不走样”。这一难题困扰了我们一两年，最终载荷偏振精度达到千分之三，超过了原先设定的科学目标。高能粒子辐照的试验评估发现，单光子探测器在航天环境下的寿命一般只能10几天，而卫星要在太空飞行至少两年，这本身就是一道世界级难题。

最终，上海技术物理研究所作为量子卫星载荷总体单位，牵头研制了2个主要有效载荷，量子密钥通信机和量子纠缠发射机。我记得在一次评审会上，那位航天专家又特地找到我说，没想到这些年轻人学得这么快。

没有一张集体照是“全家福”

记者：最让你难忘的又是什么？

王建宇：是这支年轻队伍的韧性。

在青海湖边的两年时间里，他们几乎跑遍了周围。有一次，运输实验设备的小货车在山路上翻车，设备摔成了好几截。年轻的大小伙子们坐在路边哭了起来。我在电话里安慰他们，大不了实验明年再做。但这群年轻人决定留下修复设备，实验不做完就不回来。经过半个月的努力，他们修复了设备，重新投入到了实验中。烤土豆一开始是最受欢迎的食物，到了后来除了烤土豆还是烤土豆，他们依然苦中作乐。

那几年，总有人在出差，没有一张集体照是“全家福”。

记者：对于做工程的人来说，没有99%？

王建宇：是的，必须做到万无一失。作为航天项目负责人，你连说“我不干了”的资格都没有。

量子卫星通过出厂评审后，在最后一次测试中发现一个激光器的能量变小了。这可能只是性能的波动，但绝不能让卫星带着问题上天，我和卫星总师朱振才拍板摁下了暂停键。当时，卫星和火箭的专列计划都已上报，留给我们的时间不到一个月，如果不能彻底解决问题，发射时间就可能要推迟一年。上海光机所、上海技物所、中科大、微小卫星创新研究院等几家单位联合攻关，大家都没怎么睡觉，终于从原理上解决了问题。

新质生产力的增长引擎

记者：“墨子号”现在如何？

王建宇：设计寿命是两年，2023年宣布完成使命之前，在轨性能一直非常好。“墨子号”和地面站构建了一个天地实验室，差不多有半个中国那么大。我国科学家仅用1年时间提前完成科学目标，实现了星地之间千公里级密钥分发、量子纠缠分发及隐形传态，并入选2017年度中国科学十大进展榜首。在中国和奥地利之间首次实现7600公里的洲际量子密钥分发。

“墨子号”是500公里的低轨试验卫星，有效工作时间比较短，正在研制的中高轨量子卫星，轨道高度将达1万公里以上，但载荷性能也就需要提高十倍以上。

记者：这两年空间激光通信技术大爆发，将对新质生产力有何促进？

王建宇：当我们走入航天时代，商业航天和低空经济将成为新质生产力的增长引擎。空间激光通信将成为空间互联网核心技术之一，是实现未来空间高速数据传输的必要手段。

由“墨子号”等卫星验证的量子通信提供了一种原理上无条件安全的通信方式，也可用于空间激光通信中的信息安全，同时量子卫星的跟瞄技术，也是空间激光通信要解决的核心技术。国外已完成多项空间激光通信验证，正向实用化发展。商业航天事关国家安全，我国应加快商业航天布局，鼓励中小企业加入进来。（作者：黄海华）